铁矿采矿设备状态监测与故障诊断分析及对策

张国胜，杨楠，胡文剑

（河北钢铁集团矿业有限公司，河北 唐山063000）

1 采矿设备使用生命周期

采矿设备使用生命周期具体指设备的整个过程活动，包含采矿设备的方案制订、生产、设备调整与安装、投入使用、检修与质保以及最后淘汰的一系列活动过程。该周期包含4类不同的生命活动，分别为物料资源使用周期、经济效益使用周期、技术革新期限以及损耗率使用周期。

（1）物料资源使用周期。以采矿设备进入生产阶段开始计算，对设备在具体使用过程中的磨损消耗与逐步老化等状态进行判定，以设备最终被淘汰为结尾，以设备在投入使用过程中的磨损程度为依据进行评判。（2）经济效益使用周期。采矿设备拉动经济从而产出的效益为参考值，将投入该设备的本金、维护质保检修费用与其进行对比分析，客观地将采矿设备的成本进行宏观调控的过程。采矿设备一旦投入实际生产，后续在使用过程中的维修保养费用与使用时间几乎成正比进行增长，使煤矿开采作业的成本增加，与之对应的经济收益却呈下降趋势，同时，开采效率也出现降落趋势。在实际使用过程中，对采矿设备的经济效益进行宏观把控与定量分析，将采矿设备的使用年限与经济效益关联进行评估，可以有效缩短开采时间，更好地使用采矿设备。（3）技术革新期限。该生命周期的影响因素较多，与社会的不断发展，科学技术的不断创新，人们不断增长的需求密切相关。就铁矿采矿而言，采矿作业的要求在不断提高，采矿技术也在社会大的发展中不断优化与提升，设备也在不断更新换代，其中一旦有一方面跟不上，采矿设备便面临被淘汰的风险，而前提是该设备的经济生命周期还未结束就被动退出采矿行业。（4）损耗率使用周期，即以采矿设备出厂商的说明规定的设备使用生命周期。我国相关政策对其有明确说明，铁矿采矿设备以其折损破旧率进行兑换，可以有效增强固定资产的监督，同时可以减少企业固定资产的不断增加，确保企业运转正常。铁矿采矿在具体施工过程中涉及的设备较多，施工环境以露天居多，因此，对设备的损耗相对较大。将折旧部分兑换到开采产品中，可以实现折旧设备的经济效益，也属于折旧设备经济收益。固定设备折旧是企业管理中的经济手段，也可作为经济效益是否达标的参考因素之一[1]。

2 铁矿采矿设备分类

铁矿采矿设备分类可分为以下几类：

1）铲土运土设备。该设备主要负责铁矿采矿过程中需要将土铲起、装运，将土卸载的作业过程，主要应用于挖土、将土填埋、传递运送土的工作过程中。进行开采作业时，可以先挖出铁矿最表层的土壤，其次投入铲土运土机进行挖掘与传递，采用该方式进行作业可有效提高工作人员的作业率，减少工作量，极大地提高工作效率。我国在该方面做得较好，主要通过电动式铲土运土设备进行作业，又有操作简单等特征，因此，很多企业使用该设备进行施工。实际采矿工作中，对铲运机器的损耗情况需要记录并进行数据分析，以铲运机器设备保养检修统计为依据，对其进行客观分析，确认其目前阶段所处位置，并进行精确判断。

2）掘进台式与中间加孔车。掘进台式车具有效率高的特征，主要应用于采掘挖掘作业中，有效减少了工作人员的数量，提高了采矿效率。铁矿实际采矿过程出现的过多凿石是无法规避的事件之一，中间加孔车将凿石可以及时处理。掘进台式与中间加孔车的损耗均较一般设备要大，其对开采过程的实施进度有直接影响。

3）液体压缩劈缝机。该设备主要将铁矿开采过程中出现的较大石头进行分离。具有质量小，占地面积小，便于操作等优势，在铁矿采矿施工中经常用到。液体压缩劈缝机需要注意的是应间隔性的使用，以保证其使用生命周期性，对其游标与电压等情况在实际开采投入使用过程中也应格外注意检查。

3 铁矿采矿设备状态监测与故障诊断分析

本研究通过对实际铁矿采矿设备进行实际调研得出，开采设备故障主要表现在以下3方面：

1）铁矿采矿整体设备的配置较为缺乏，工作人员作业成本上升。铁矿采矿作业从勘探到实际采矿需要各方协调配合才能进行，是一项较为系统的任务，且相应的设施与配件需要备齐才可以进行施工。在设备配置资源较缺乏的情况下进行作业，会使开采进度受阻，开采成本加大，影响开采整体计划与要求，对企业发展有一定影响。

2）采矿设备比较老化，检修故障经常发生，包括前期故障与偶然因素下出现的故障。若设备已老化，使用时间过长，将致使采矿设备损耗较大，对设备内部的机械装置、电器与液化配件的磨损更加严重，降低设备性能。另外，不同环境下的铁矿开采作业难度也不同，相较于普通环境，对于初次接触的地形与铁矿，不确定因素较多，设备多数配件在时间期限内可以进行作业，一旦超出时间限制，作业则受到影响，故障发生的频率则增加。设备在后期使用过程出现的形变，检修漏洞等问题，使故障时有发生。

3）作业设备更新慢，跟不上社会发展需求。铁矿采矿设备较为巨大，成本投入也较为可观，因而对于设备的更新则较慢。科学技术在不断进步，早些年的设备已经逐步跟不上社会发展需要，具体表现为零部件的资源缺乏，厂家不生产，使设备在后期的检修与维护中难度增加，基于客观原因造成厂家转行或是被迫停业，加大了设备的维护与检修[2]。

4 铁矿采矿设备故障解决建议

解决铁矿采矿设备故障可以从以下几方面进行：

1）强化设备管理制度。设备使用过程的各个环节应加强管理，从铁矿采矿设备的运行状态着手，对施工过程中的损耗程度与损耗率进行评估与记录，对使用过程出现的故障详细分类，并进行数据分析、预案、采取措施降低风险，减少故障发生频率与次数。以作业经济角度考虑，将设备使用的物料资源生命周期，经济效益使用周期，技术革新使用周期，损耗率使用周期等方面进行整合，从不同方面提升铁矿采矿的速度与质量，通过强化设备管理制度提升作业的安全系数。

2）制定故障检测手册与细则。设备生命周期内出现的故障属于常见问题，偶然发生的且不同于以往的问题则是突发状况，因此，需要编制详细的故障检测手册，将每一次出现的问题进行归纳与记录，并进行总结，结合厂家配备的故障说明，将理论与实践相结合，规避设备出现故障造成任务不能按期完成的事故，确保开采作业顺利进行。针对故障检测问题，制定详细的准则，使不同岗位与工种的工作人员均有责任与权力及时发现故障并进行预案处理。加强日常工作中的检修力度，针对重点易出问题的部位着重排查。

3）不断进行技术改进，加快更新速度，定期为员工进行专岗培训。企业在适当情况下需要追加铁矿采矿设备投入，通过当下社会或技术趋势的预判进行设备的采购与更新，直接提高开采作业的效率，从本质上解决问题的矛盾，提高工作人员作业量，减少检修费用，提高企业利润。通过定期专岗培训员工，可以让员工在短期内迅速掌握新设备的操作要领与注意事项，从隐性方面提升工作效率。

5 结语

本研究对铁矿采矿设备状态监测与故障诊断从3个方面进行分析并提出相对应的策略，仅供业内人士参考与借鉴，为行业不断发展做些许基础工作。